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《湖南科技大学》 2012年
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聚季铵盐强化超滤分离钼(VI)和钨(VI)的研究

孙霞辉  
【摘要】:本文研究聚电解质强化超滤技术,以聚季铵盐-6(PQ6)络合金属钼(VI)和钨(VI),通过聚砜中空纤维超滤膜实现分离。在研究PQ6络合钼(VI)和钨(VI)的理论基础上,系统探讨PQ6强化超滤恒容过程,进一步考察浓缩、解离、洗涤行为以及聚合物的再生,以此为基础,研究钼(VI)和钨(VI)的选择性分离特性。 1.对钼(VI)和钨(VI)的络合模型进行理论研究,发现Freundlich模型符合该络合体系。对PQ6在不同操作条件下的络合容量进行测定,研究了操作压力、负载比(PMMR)、pH值、运行时间和外加盐Cl-和SO42-浓度分别对钼(VI)截留系数(R_(M_o))和钨(VI)的截留系数(R_W)的影响。结果表明:当pH在3-9的范围内,操作压力从15kPa增大到75kPa,R_(M_o)和R_W基本不变;钼(VI)和钨(VI)的最佳PMMR分别为7和3,PQ6对钼(VI)和钨(VI)的络合容量分别为7mg PQ6/mg M_o(VI)、3mg PQ6/mg W(VI);随着运行时间的延长,R_(M_o)和R_W逐渐增大至不变,络合-超滤过程达到平衡的时间为20min;不同pH下, R_(M_o)和R_W随Cl-和SO42-浓度的增加急剧下降。 2.研究操作压力、PMMR、pH值、运行时间和外加盐Cl-和SO42-浓度分别对钼(VI)络合体系膜通量(J_(M_o))和钨(VI)络合体系膜通量(J_W)的影响,发现:随操作压力从15kPa增大到75kPa,J_(M_o)和J_W呈线性递增;随着PMMR的增大,J_(M_o)和J_W均有轻微下降;pH在3-9的范围内,pH值的改变不影响J_(M_o)和J_W;随着运行时间的延长,J_(M_o)和J_W略微下降;不同pH下,J_(M_o)和J_W都不受Cl-和SO42-浓度的影响。 3.在pH=7条件下,研究钼(VI)和钨(VI)的浓缩、解离、洗涤行为和聚合物的再生过程,结果表明:R_(M_o)、R_W、渗透液钼(VI)浓度(C_p,M_o)和渗透液钨(VI)浓度(C_p,W)都不随浓缩因子(VCF)的变化而改变,R_(M_o)和R_W约为1,C_p,M_o和C_p,W均为0.04mg/L,截留液钼(VI)浓度(C_r,M_o)和截留液钨(VI)浓度(Cr,W)均随VCF的增加呈线性递增,当VCF=16时,C_r,M_o、Cr,W分别从初始的20mg/L、20mg/L增大到317.5mg/L和316.5mg/L,J_(M_o)和J_W的衰减缓慢,下降幅度大约为15%;解离过程需要在NaCl溶液环境中进行,当NaCl浓度为50mg/L,络合物达到解离平衡的时间约为6min,J_(M_o)和J_W基本不变,钼(VI)和钨(VI)络合物的解离效率分别为55.7%和56.1%;洗涤过程中不断加入50mg/LNaCl溶液,当渗滤体积达到7L时钼(VI)和钨(VI)的洗脱效果明显,J_(M_o)和J_W基本不变;再生的PQ6对钼(VI)和钨(VI)络合的络合容量分别为新鲜PQ6相应络合容量的92.1%和93.8%,实现了PQ6的有效回收。 4.考察各种操作参数对钼(VI)和钨(VI)二元混合体系选择性分离系数(S)的影响,进一步研究该混合体系的选择性分离浓缩过程,发现S不受pH值变化的影响;随溶液PMMR值的增大,S明显增大;混合体系的浓缩过程中,两种金属离子在一定程度上实现了分离,随VCF的增大,混合体系膜通量略有下降,在选定操作参数下,R_W非常接近于l而RMo很低。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TF841

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